/**
 * 归并排序（自顶向下）
 *
 * 递归实现的归并排序是算法设计中分治思想的典型应用
 */
public class MergeSort extends TemplateSort {
    // 归并所需的辅助数组
    private Comparable[] aux;

    @Override
    void sort(Comparable[] a) {
        // 一次性分配空间
        aux = new Comparable[a.length];

        sort(a, 0, a.length - 1);
    }

    private void sort(Comparable[] a, int lo, int hi) {
        // 将数组 a[lo..hi] 排序
        if (hi <= lo) {
            return;
        }
        // 获取中间位置
        int mid = lo + (hi - lo) / 2;

        // 将左半边排序
        sort(a, lo, mid);
        // 将右半边排序
        sort(a, mid + 1, hi);

        // 归并结果
        merge(a, lo, mid, hi);
    }

    public void merge(Comparable[] a, int lo, int mid, int hi) {
        // 将 a[lo..mid] 和 a[mid+1..hi] 归并
        int i = lo, j = mid + 1;

        // 将 a[lo..hi] 复制到aux[lo..hi]
        for (int k = lo; k <= hi; k++) {
            aux[k] = a[k];
        }

        for (int k = lo; k <= hi; k++) {
            if (i > mid) {
                a[k] = aux[j++];
            } else if (j > hi) {
                a[k] = aux[i++];
            } else if (less(aux[j], aux[i])) {
                a[k] = aux[j++];
            } else {
                a[k] = aux[i++];
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        TemplateSort templateSort = new MergeSort();

        Comparable[] data = templateSort.createInt(0, 1000, 300);

        templateSort.run(data);
    }
}
